内容正文:
昆八中2026—2027上学期学情检查(一)
高二物理试卷(B卷)
时长:75分钟 满分:100分
一、单选题(本大题共7个小题,每小题4分,共28分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于电场强度、电势差和电容,下列说法正确的是( )
A. 由公式可知,电场中某点的电场强度E与F成正比
B. 由公式可知,电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大
C. 由公式可知,在离点电荷Q距离为r的地方,电场强度E的大小与Q成正比
D. 由公式可知,匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积
2. 关于电源和电流,下述说法正确的是( )
A. 电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压
B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向,导线中自由电荷定向运动的速率接近光速
C. 公式与中的W都是电场力做的功
D. 从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能
3. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 该电场由负点电荷形成
B. 带电粒子一定是从P向Q运动
C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度
D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度
4. 某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1.5 A),甲的图线与U轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是( )
A. 随电压的增大,元件乙的电阻变小
B. 元件甲的电阻为0.125 Ω
C. 在A点对应的状态时,甲、乙两元件的电阻相等
D. 若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5 V的电源上,则流过甲、乙两元件的电流相等
5. 如图所示,在同一点用两根长度不同的绝缘细线悬挂两个带同种电荷的小球A和B,两小球的质量分别为和,带电量分别为和,两球平衡时悬线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球处于同一水平线上,下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 与电荷量无关,
6. 在图示电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,G为灵敏电流计,V为理想电压表,平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止,现将滑动变阻器的滑片P向下移动,则以下说法正确的是( )
A. V示数增大
B. 路端电压增大
C. 油滴向上运动
D. G中有从a到b的电流
7. 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子( )
A. 运动到P点返回
B. 运动到P和P′点之间返回
C. 运动到P′点返回
D. 穿过P′点
二、多选题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分,每小题有多个选项符合题意。漏选得3分,错选不得分)
8. 某兴趣小组将表头和两个定值电阻连接成如图所示的电路,得到两个量程分别为0~1mA和0~2.5mA的电流表,已知表头的满偏电流为250μA,内阻为480Ω,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 当使用a、c两个端点时,量程为0~2.5mA
D. 当使用a、b两个端点时,量程为0~2.5mA
9. 将一电源、定值电阻R0=1 Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源内阻为3 Ω
B. 该电源电动势为6 V
C. 调整R,电源最大输出功率为9 W
D. 电阻箱功率最大时电源效率约为66.67%
10. 如图所示,竖直平面内存在足够宽广的匀强电场(大小、方向未知)。一带电量为(),质量为的小球从点以水平速度向左抛出,经过一段时间后,小球以与水平方向成的速度(大小未知)通过点正下方的点,距离为,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 小球过点时的水平速度大于
B. 之间的电势差为
C. 小球所受的电场力大小为
D. 小球在运动过程中的最小速度为
三、实验题(本大题共两个小题,共16分)
11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)下列操作正确的是________
A. B. C.
(2)如图是实验中获得的一条纸带,其中为打点计时器打下的第一个点,并测得下落高度如图所示。已知重物质量为,打点周期为,重力加速度为,则打下“D”点时,重锤下落的速度大小________,重锤从O点下落到D点的重力势能减少量________(用图中所给字母及、、重力加速度表示)
(3)实验中某同学的实验数据结果显示:重物动能的增加量大于重力势能的减少量,则可能的原因________(多选)
A. 空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力
B. 利用公式计算重物速度
C. 未静止释放,O点有初速度
D. 电压的频率小于50Hz
12. 某同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率,提供的器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V(量程3.0V,内阻约为3kΩ)、电流表A(量程0.6A,内阻约1.0Ω)、滑动变阻器R(最大阻值10Ω)、学生电源E(电压8V)、开关S、单刀双掷开关K和导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径d=_____mm。
(2)该同学利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路,实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变,将开关K先后与1、2连接,发现电压表示数变化大、较为显著,电流表示数基本不变,则测量时应将开关K连接_____(填“1”或“2”),按此连接测量,测量结果_____(选填“小于”“大于”或“等于”)电阻丝的真实值。
(3)请按照图乙的电路图在图丙中把线路补充完整。
(4)该同学测得接入金属丝的长度l,电压表读数为U,电流表读数I,根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为ρ=_____(用π、l、d、U、I表示)。
四、解答题(本大题共三个小题,共38分)
13. 如图甲所示,绝缘水平面上有一质量,带电荷量的小滑块,整个区域存在着水平方向的电场(未画出)。当时,小滑块从点以初速度向右运动。小滑块先后经过点,到达点时速度最小,到达点时速度,其中段光滑,段与滑块之间的动摩擦因数,且长度。图乙是小滑块的速度随时间变化的部分图像,点的坐标为,图中虚线是曲线在时的切线,取重力加速度。
(1)求点的电场强度大小;
(2)求滑块从点到点,电场力所做的功;
(3)若点电势为0,求点的电势。
14. 农业所用的灌溉喷头如图-1所示,水泵从地下表层水面抽水并以不变的速率沿水平方向喷出,每秒喷出的水的质量为。地面与水面的距离为不变,喷头离地面高为,重力加速度取,不计空气阻力。水泵由电动机带动,水泵的输入功率等于电动机的输出功率,不计电动机的摩擦损耗。水落点到喷口的水平距离为。为了调节灌溉范围,某同学重新设计了电路,如图-2所示。电路的输入电压恒为。当滑动变阻器接入电路的阻值为时,电动机恰好不转动,理想电流表示数为。
(1)求电动机内阻;
(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为时,电流表的示数为,求电动机的输出功率;
(3)接(2)问,此时,求水泵的效率。
15. 如图所示,在范围足够大的水平向左的匀强电场中,固定一内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD,圆心为O,竖直半径OD=R,B点和地面上A点的连线与水平地面成θ=37°,AB=R。一质量为m、电荷量为q的小球(可视为质点)从地面上A点以某一初速度沿AB方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口B进入管道BD中,当小球到达管中某处C(图中未标出)时,恰好与管道间无作用力且小球所受合力指向圆心。已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,已知重力加速度大小为g。求:
(1)说明小球电性、匀强电场的场强E大小;
(2)小球到达C处时的速度大小;
(3)小球到达D处时对圆管轨道的压力FN;
(4)若小球从管口D飞出时电场忽然向下、场强大小变为原来的,则小球从管口D飞出后落地点距A点的水平距离x。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
昆八中2026—2027上学期学情检查(一)
高二物理试卷(B卷)
时长:75分钟 满分:100分
一、单选题(本大题共7个小题,每小题4分,共28分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于电场强度、电势差和电容,下列说法正确的是( )
A. 由公式可知,电场中某点的电场强度E与F成正比
B. 由公式可知,电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大
C. 由公式可知,在离点电荷Q距离为r的地方,电场强度E的大小与Q成正比
D. 由公式可知,匀强电场中任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积
【答案】C
【解析】
【详解】A.公式采用比值定义法,E反映电场本身的强弱和方向,与试探电荷在电场中该点所受的电场力F和电荷量q无关,故A错误;
B.公式采用比值定义法,C反映电容器容纳电荷的本领,与Q、U无关,故B错误;
C.由公式可知,Q是场源电荷,在离点电荷Q距离为r的地方,电场强度E的大小与Q成正比,故C正确;
D.公式中d是两点沿电场方向间的距离,所以在匀强电场中,任意两点间的电势差等于电场强度与两点间沿电场方向距离的乘积,故D错误。
故选C。
2. 关于电源和电流,下述说法正确的是( )
A. 电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压
B. 电流的方向就是电荷定向移动的方向,导线中自由电荷定向运动的速率接近光速
C. 公式与中的W都是电场力做的功
D. 从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】A.电源电动势在断路时等于正负极间电压,闭合时因内阻分压,路端电压小于电动势,故A错误;
B.电流方向是正电荷移动方向,与自由电子方向相反;自由电荷定向速率远小于光速(电场传播速率接近光速),故B错误;
C.电动势公式中是非静电力做功,电压公式中是电场力做功,故C错误;
D.电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 该电场由负点电荷形成
B. 带电粒子一定是从P向Q运动
C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度
D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,受到的电场力指向电场线汇聚处,所以该电场是由正点电荷形成的,故A错误;
B.仅根据粒子的运动轨迹,无法确定粒子一定是从P向Q运动,也有可能从Q向P运动,故B错误;
C.若粒子从P运动到Q,电场力方向与速度方向的夹角大于90°,电场力做负功,动能减小,速度减小,所以P点速度大于Q点速度;若粒子从Q运动到P,电场力做正功,动能增大,P点速度还是大于Q点速度,C正确;
D.电场线的疏密表示电场强度的大小,P点处电场线比Q点处密集,所以P点电场强度大。根据,q为粒子电荷量,E为电场强度,粒子在P点受到的电场力大,加速度也大,D错误。
故选C。
4. 某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1.5 A),甲的图线与U轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是( )
A. 随电压的增大,元件乙的电阻变小
B. 元件甲的电阻为0.125 Ω
C. 在A点对应的状态时,甲、乙两元件的电阻相等
D. 若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5 V的电源上,则流过甲、乙两元件的电流相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.随着电压的增大,元件乙图像上的点与原点连线斜率减小,根据
可知元件乙的电阻增大,故A错误;
B.元件甲的电阻为,故B错误;
C.在A点对应的状态时,甲、乙两元件的电压和电流都相等,可知电阻相等,故C正确;
D.若将甲、乙两元件并联后接在5V电源上,两元件电压均为5V。由图可知,此时通过甲、乙的电流不相等,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,在同一点用两根长度不同的绝缘细线悬挂两个带同种电荷的小球A和B,两小球的质量分别为和,带电量分别为和,两球平衡时悬线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球处于同一水平线上,下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 与电荷量无关,
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,小球A、B处于静止状态,受力平衡,水平方向一对库仑力等大反向,根据平衡条件有
解得
可知与电荷量无关,由于
故
故选D。
6. 在图示电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,G为灵敏电流计,V为理想电压表,平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止,现将滑动变阻器的滑片P向下移动,则以下说法正确的是( )
A. V示数增大
B. 路端电压增大
C. 油滴向上运动
D. G中有从a到b的电流
【答案】D
【解析】
【详解】A.将滑动变阻器的滑片P向下移,则滑动变阻器接入电路中的电阻变小,故和的总电阻变小,故电路中的总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律,电路总电流变大,故内阻和分压增大,根据,可知V示数减小,故A错误;
B.根据前面的分析,内阻分压增大,根据闭合电路欧姆定律,路端电压减小,故B错误;
C.开关S闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止,说明油滴受电场力和重力平衡。两端电压变小,故电容器两极板间电压减小,根据,板间场强变小,故油滴受电场力小于重力,故油滴向上运动,故C错误;
D.电容器两极板间电压减小,电容器放电,故G中有从a到b的电流,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子( )
A. 运动到P点返回
B. 运动到P和P′点之间返回
C. 运动到P′点返回
D. 穿过P′点
【答案】A
【解析】
【详解】设A、B板间的电势差为U1,B、C板间的电势差为U2,板间距为d,电场强度为E,第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,根据动能定理得
则有
将C板向右移动,B、C板间的电场强度变为
则将C板向右平移到P′点,B、C间电场强度E不变, 所以电子还是运动到P点速度减小为零,然后返回。
故选A。
二、多选题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分,每小题有多个选项符合题意。漏选得3分,错选不得分)
8. 某兴趣小组将表头和两个定值电阻连接成如图所示的电路,得到两个量程分别为0~1mA和0~2.5mA的电流表,已知表头的满偏电流为250μA,内阻为480Ω,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 当使用a、c两个端点时,量程为0~2.5mA
D. 当使用a、b两个端点时,量程为0~2.5mA
【答案】AD
【解析】
【详解】CD.根据电流表改装原理,并联电阻越小,量程越大,则当使用a、b两个端点时,量程为0~2.5mA,故C错误,D正确;
AB.当电流表量程为0~1mA时,根据电流表改装原理
解得
故A正确,B错误。
故选AD。
9. 将一电源、定值电阻R0=1 Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源内阻为3 Ω
B. 该电源电动势为6 V
C. 调整R,电源最大输出功率为9 W
D. 电阻箱功率最大时电源效率约为66.67%
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据等效电源思想,将移入电源内部形成新的等效电源,此时电阻箱为外电阻,当时,电阻箱消耗的功率最大,解得,故A错误;
B.当时,电阻箱消耗的功率最大
解得,故B正确;
C.调整R,当时电源最大输出功率,故C错误;
D.电阻箱功率最大时
电源效率为,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,竖直平面内存在足够宽广的匀强电场(大小、方向未知)。一带电量为(),质量为的小球从点以水平速度向左抛出,经过一段时间后,小球以与水平方向成的速度(大小未知)通过点正下方的点,距离为,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 小球过点时的水平速度大于
B. 之间的电势差为
C. 小球所受的电场力大小为
D. 小球在运动过程中的最小速度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.小球初速度水平向左,末速度水平分速度水平向右,竖直分速度竖直向下,受匀强电场作用,因此小球在水平、竖直方向均受恒定外力,做匀变速曲线运动,设向左、向下为正。
初速度,
加速度,
由点正下方为点,距离为,则水平位移,竖直位移,设运动时间为,有,结合
解得,故A错误;
BC.点速度与水平成斜向下,则解得
由解得,则由解得
由解得,则由,解得
因此电场力大小
粒子从到水平位移为零,只有竖直电场力做功
电势差,故BC正确;
D.小球加速度恒定,大小,方向斜向右下。
对初速度与加速度夹角进行矢量计算,满足,
最小速度出现在速度与加速度垂直的时刻,大小等于初速度垂直于加速度的分量,即,故D正确;
故选BCD。
三、实验题(本大题共两个小题,共16分)
11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)下列操作正确的是________
A. B. C.
(2)如图是实验中获得的一条纸带,其中为打点计时器打下的第一个点,并测得下落高度如图所示。已知重物质量为,打点周期为,重力加速度为,则打下“D”点时,重锤下落的速度大小________,重锤从O点下落到D点的重力势能减少量________(用图中所给字母及、、重力加速度表示)
(3)实验中某同学的实验数据结果显示:重物动能的增加量大于重力势能的减少量,则可能的原因________(多选)
A. 空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力
B. 利用公式计算重物速度
C. 未静止释放,O点有初速度
D. 电压的频率小于50Hz
【答案】(1)B (2) ①. ②. (3)CD
【解析】
【小问1详解】
在“验证机械能守恒定律”的实验中,重物应靠近打点计时器,且纸带应处于竖直状态,这样能减小摩擦阻力的影响。
故选B。
【小问2详解】
[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,由于D点是C、E两点的中间时刻,所以打下“D”点时,重锤下落的速度大小为
[2]重锤从O点下落到D点的过程中,重物下落的高度为,所以该过程重力势能的减少量为
【小问3详解】
A.由于空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力,重锤下落过程中需克服阻力做功,所以空气阻力和纸带阻力会使动能增加量小于重力势能的减少量,故A错误;
B.利用公式计算重物速度,相当于默认了机械能守恒,再去验证机械能守恒,算出的结果应为重物动能的增加量等于重力势能的减少量,故B错误;
C.如果开始释放时重物就有初速度,那么重物在O点就已经具备了一部分动能,下落过程中,除了重力势能转化的动能,还加上了初始的动能,所以最终测得的动能增加量就会大于重力势能的减少量,故C正确;
D.电压频率小于50Hz,实际打点周期T大于0.02s,而计算时用了这个偏小的周期,会使速度计算值偏大,所以最终测得的动能增加量就会大于重力势能的减少量,故D正确。
故选CD。
12. 某同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率,提供的器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V(量程3.0V,内阻约为3kΩ)、电流表A(量程0.6A,内阻约1.0Ω)、滑动变阻器R(最大阻值10Ω)、学生电源E(电压8V)、开关S、单刀双掷开关K和导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径d=_____mm。
(2)该同学利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路,实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变,将开关K先后与1、2连接,发现电压表示数变化大、较为显著,电流表示数基本不变,则测量时应将开关K连接_____(填“1”或“2”),按此连接测量,测量结果_____(选填“小于”“大于”或“等于”)电阻丝的真实值。
(3)请按照图乙的电路图在图丙中把线路补充完整。
(4)该同学测得接入金属丝的长度l,电压表读数为U,电流表读数I,根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为ρ=_____(用π、l、d、U、I表示)。
【答案】(1)0.770
(2) ①. 1 ②. 小于
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
由图甲所示螺旋测微器可知,电阻丝的直径d=0.5mm+27.0×0.01mm=0.770mm
【小问2详解】
[1] [2]电压表示数变化大,电流表示数基本不变,说明电流表的分压对电路影响较大,电流表应采用外接法,测量时开关K应连接1;电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻的测量值小于真实值。
【小问3详解】
根据图乙所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示
【小问4详解】
根据欧姆定律有
根据电阻定律有
又
联立解得
四、解答题(本大题共三个小题,共38分)
13. 如图甲所示,绝缘水平面上有一质量,带电荷量的小滑块,整个区域存在着水平方向的电场(未画出)。当时,小滑块从点以初速度向右运动。小滑块先后经过点,到达点时速度最小,到达点时速度,其中段光滑,段与滑块之间的动摩擦因数,且长度。图乙是小滑块的速度随时间变化的部分图像,点的坐标为,图中虚线是曲线在时的切线,取重力加速度。
(1)求点的电场强度大小;
(2)求滑块从点到点,电场力所做的功;
(3)若点电势为0,求点的电势。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)由图像可知,滑块在点的加速度
由牛顿第二定律得
解得
(2)从点到点根据动能定理得
代入数据解得
(3)从点到点,设电场力做功为,根据动能定理,有
代入数据解得
又
由题意可知
解得
14. 农业所用的灌溉喷头如图-1所示,水泵从地下表层水面抽水并以不变的速率沿水平方向喷出,每秒喷出的水的质量为。地面与水面的距离为不变,喷头离地面高为,重力加速度取,不计空气阻力。水泵由电动机带动,水泵的输入功率等于电动机的输出功率,不计电动机的摩擦损耗。水落点到喷口的水平距离为。为了调节灌溉范围,某同学重新设计了电路,如图-2所示。电路的输入电压恒为。当滑动变阻器接入电路的阻值为时,电动机恰好不转动,理想电流表示数为。
(1)求电动机内阻;
(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为时,电流表的示数为,求电动机的输出功率;
(3)接(2)问,此时,求水泵的效率。
【答案】(1)10Ω (2)400W
(3)77.5%
【解析】
【小问1详解】
电动机未工作,视作纯电阻。由欧姆定律,
解得
【小问2详解】
电动机两端的电压为
电动机输出功率
【小问3详解】
水泵的输入功率
水泵的输出功率等于单位时间内水机械能的增量,即
又由平抛运动规律得,
解得
故水泵的效率
15. 如图所示,在范围足够大的水平向左的匀强电场中,固定一内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD,圆心为O,竖直半径OD=R,B点和地面上A点的连线与水平地面成θ=37°,AB=R。一质量为m、电荷量为q的小球(可视为质点)从地面上A点以某一初速度沿AB方向做直线运动,恰好无碰撞地从管口B进入管道BD中,当小球到达管中某处C(图中未标出)时,恰好与管道间无作用力且小球所受合力指向圆心。已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,已知重力加速度大小为g。求:
(1)说明小球电性、匀强电场的场强E大小;
(2)小球到达C处时的速度大小;
(3)小球到达D处时对圆管轨道的压力FN;
(4)若小球从管口D飞出时电场忽然向下、场强大小变为原来的,则小球从管口D飞出后落地点距A点的水平距离x。
【答案】(1)正电,
(2)
(3)大小为,方向竖直向上
(4)
【解析】
【小问1详解】
小球沿AB方向做直线运动过程受力情况如图所示
根据受力分析可知,小球带正电,且有
求得
【小问2详解】
小球到达C处时重力与电场力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力,如图所示
应有,故有
求得
【小问3详解】
小球从C处运动到D处的过程中,根据动能定理,有
求得
在D处,根据牛顿第二定律,有
求得
根据牛顿第三定律可知,小球对圆管轨道的压力
其方向竖直向上。
【小问4详解】
小球从管口D飞出时,电场忽然向下、场强大小变为原来的,所受电场力为
根据牛顿第二定律,有
求得
小球从管口D飞出后做类平抛运动,水平方向和竖直方向分别有
求得
小球落地点距A点的水平距离为
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$